人行激励下步行桥竖向TMD减振分析

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随着轻质高强材料、新颖结构体系、新的施工工艺的广泛应用,以及人们对桥梁形式美学要求的提高,现代的人行桥正朝着轻质、大跨、低阻尼化发展。也产生了一系列问题,人行激励下容易引发结构的大幅度振动,产生不舒适感。人行桥的振动问题也逐渐受到社会的广泛关注。目前,人们对于步行桥的振动问题认识还比较初级,伴随着现代结构分析方法的日益提高,在人行桥设计阶段分析桥梁振动幅度的方法、评价行人的舒适性标准将会得到提高和完善。对于由行人引起的过量的竖向振动,采用调谐质量阻尼器(TMD)减震是一种安全有效的方法,本文结合一座步行天桥为例,对TMD的减震机理和减震效果进行了研究,主要工作如下:(1)通过国内外文献的阅读和技术资料的查阅,分析比较了各国规范中评价人行桥舒适度的方法、人行激励模型和舒适度评价指标,并在此基础上确定了本文所采用的方法和指标。(2)利用有限元软件MIDAS CIVIL,采用三维动力有限元法对天桥模型的自振特性进行了分析,以把握结构的基本振动特性。(3)按照单自由度结构-TMD系统计算模型来计算人行桥-TMD的第一阶阵型的振动响应,与未添加TMD的人行桥的动力分析结构进行比较,确定减震效果。(4)对比STMD和MTMD减震效果,评价MTMD的优点。(5)对于MTMD和MTMD-1两种计算方法设计的MTMD的振动效果进行了比较,评价了两种方法的优缺点。本文提供了一个对人行桥该类问题的一般研究思路和方法,并给出了对该类问题采取防护措施的一般思路。
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